Płyn

Płyn – każda substancja, która może płynąć, tj. charakteryzuje się wielką łatwością zmieniania wzajemnego położenia poszczególnych elementów nawet dla niewielkich sił, w przeciwieństwie do ciał stałych, które przy niewielkich siłach wykazują proporcjonalność odkształcenia do naprężeń, w wyniku czego płyn może swobodnie przemieszczać się (przepływać)^[1].

Do przesyłania płynów stosuje się rury, tu w kotłowni

Pojęcia płynu nie należy utożsamiać tylko z cieczą, gdyż płynami są nie tylko ciecze, ale także wszystkie gazy^[2], plazma, a nawet takie mieszaniny różnych faz fizycznych jak piana, emulsja, zawiesina i pasta. Działem mechaniki opisującym płyny jest mechanika płynów.

Podstawową, mierzalną cechą płynów jest ich lepkość, czyli miara oporu wewnętrznego jaki stawia płyn poddawany naprężeniom ścinającym zmuszającym go do przepływu. Lepkości z kolei nie należy mylić z gęstością, co jest powszechne w języku potocznym. Najmniejszą ideową cząstką płynu jest element płynu. Rozpatrując płyny, rozważa się ich oddziaływania wewnętrzne oraz powierzchniowe^[1].

Statyka płynu

Równowagą płynu w spoczynku zajmuje się dział zwany statyką płynów. Zachowanie się płynu w spoczynku wynika z praw mechaniki. W makroskopowym opisie płynu kluczowymi zagadnieniami są rozchodzenie się ciśnienia w całej objętości płynu opisane przez prawo Pascala i zachowanie równowagi w obecności sił masowych opisywane przez prawo Archimedesa^[1].

Podział płynów

Pęknięcie bąbelka powietrza

W zależności od relacji między naprężeniami ścinającymi a szybkością odkształcenia płyny dzieli się na:

• płyn newtonowski – naprężenia są wprost proporcjonalne do szybkości odkształcenia,
• płyn nienewtonowski – naprężenia nie są proporcjonalne do szybkości odkształcenia,
  • płyny plastycznolepkie,
  • płyny pseudoplastyczne (rozrzedzane lub zagęszczane ścinaniem),
  • płyny tiksotropowe (posiadające zmienną lepkość zależną od historii ścinania).

Dynamika płynów

W dynamice płynów wprowadza się modele płynów:

• płyn doskonały (nielepki i nieściśliwy),
• płyn lepki i nieściśliwy (ciecz idealna),
• płyn nielepki i ściśliwy (gaz nielepki),
• płyn rzeczywisty (model pełny, lepki i ściśliwy).

Szczególne przypadki płynów

Szczególnym rodzajem płynów nieopisanych powyżej są płyny anizotropowe, których własności zależą od kierunku ich określania. Przykładami takich płynów są ciekłe kryształy.